【手続補正書】
【提出日】平成18年3月10日(2006.3.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成された絶縁膜に配線を形成するための配線用溝を形成する工程と、
前記配線用溝を埋め込むように、前記絶縁膜上に金属膜を堆積させる工程と、
前記絶縁膜上に堆積した金属膜の表面に当該金属膜の電解反応を妨げる作用を発揮する不動態膜を形成する工程と、
前記金属膜に形成された不動態膜のうち、前記配線用溝の埋め込みによって生じた前記金属膜の表面に存在する凸部上の不動膜を機械研磨によって選択的に除去し、当該金属の凸部を表面に露出させる工程と、
前記露出した金属膜の凸部を電解研磨によって除去し、前記配線用溝の埋め込みによって生じた前記金属膜の表面の凹凸を平坦化する工程と
を有する半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記表面が平坦化された金属膜の前記絶縁膜上に存在する余分な金属膜を電解研磨と機械研磨とを複合させた電解複合研磨よって除去し、前記配線を形成する工程をさらに有する
請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記電解複合研磨は、電解研磨と化学機械研磨とを複合させる
請求項２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記配線用溝を形成した後に、前記絶縁膜上および前記溝内を覆うように前記金属膜の前記絶縁膜への拡散を防ぐための導電性材料からなるバリヤ膜を形成し、  前記露出した金属膜の凸部を平坦化した後に、前記絶縁膜上に存在する余分な金属膜を前記電解複合研磨によって前記バリヤ膜が表面に露出するまで除去する工程と、
前記絶縁膜上に存在する余分なバリヤ膜を前記絶縁膜が表面に露出するまで前記電解複合研磨によって除去する工程と
を有する請求項２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
導電性を有する研磨工具の研磨面と前記不動態膜との間に電解液を介在させ、前記金属膜およびバリヤ膜を陽極とし前記研磨工具を陰極として、前記金属膜およびバリヤ膜と前記研磨工具との間に電圧を印加し、
前記研磨工具を前記不動態膜の表面に相対的に移動させて、前記金属膜の凸部に形成された不動態膜を選択的に除去し、
前記選択的に除去された不動態膜から露出した前記金属膜の凸部を前記電解液の電解作用によって溶出させる
請求項４に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記配線用溝を形成する工程は、前記配線用溝の形成とともに、前記絶縁膜の下層に形成された不純物拡散層または配線と当該絶縁膜上に形成される配線とを接続するためのコンタクトホールを形成する工程を有し、
前記配線用溝に金属を埋め込む工程は、前記配線用溝とともに前記コンタクトホールに金属を埋め込む
請求項２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記不動態膜は、前記金属膜の表面を酸化させた酸化膜からなる
請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項８】
前記金属膜の表面に酸化剤を供給して前記酸化膜を形成する
請求項７に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項９】
前記不動態膜は、前記金属膜を構成する金属の電解反応を妨げる作用を発揮する材料からなる膜を前記金属膜の表面上に形成する
請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
前記不動態膜は、前記金属膜よりも、電気的抵抗が高く、かつ、機械的強度が低い
請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
研磨面を有し、導電性を有する研磨工具と、
前記研磨工具を所定の回転軸を中心に回転させ、かつ、保持する研磨工具回転保持手段と、
被研磨対象物を保持し所定の回転軸を中心に回転させる回転保持手段と、
前記研磨工具を前記被研磨対象物に対向する方向の目標位置に移動位置決めする移動位置決め手段と、
前記被研磨対象物の被研磨面と前記研磨工具の研磨面とを所定の平面に沿って相対移動させる相対移動手段と、
前記被研磨対象物の被研磨面上に電解液を供給する電解液供給手段と、
前記被研磨対象物の被研磨面を陽極とし前記研磨工具を陰極として、前記被研磨面から前記電解液を通じて前記研磨工具に流れる電解電流を供給する電解電流供給手段と
を有する研磨装置。
【請求項１２】
前記被研磨対象物の被研磨面に研磨砥粒を含む化学研磨剤を供給する研磨剤供給手段をさらに有する
請求項１１に記載の研磨装置。
【請求項１３】
前記電解電流供給手段は、前記被研磨対象物の被研磨面に接触可能または接近可能に配置され、前記被研磨対象物の被研磨面を陽極として当該被研磨面に通電する通電手段と、
前記通電手段と前記研磨工具との間に所定電位を印加する直流電源と
を備える請求項１１に記載の研磨装置。
【請求項１４】
前記直流電源は、所定周期のパルス状の電圧を出力する
請求項１３に記載の研磨装置。
【請求項１５】
前記研磨工具は、ホイール状の導電性部材からなり、当該部材の環状の一端面が研磨面を構成しており、
前記通電手段は、前記研磨工具の内側に当該研磨工具と離隔して設けられ、前記回転保持手段によって保持され、前記研磨工具とともに回転する導電性の電極板を備える
請求項１３に記載の研磨装置。
【請求項１６】
前記研磨工具は、前記回転保持手段に連結された導電性部材によって保持されており、前記回転する導電性部材に接触する通電ブラシを通じて通電される
請求項１３に記載の研磨装置。
【請求項１７】
前記被研磨対象物の被研磨面から前記研磨工具に流れる電解電流の値を検出する電流検出手段をさらに備える
請求項１１に記載の研磨装置。
【請求項１８】
被研磨対象物の被研磨面の全面に回転しながら接触する研磨面を有する研磨工具を備え、前記被研磨対象物を前記研磨面に回転させながら接触させて平坦化研磨する研磨装置であって、
前記研磨面上に電解液を供給する電解液供給手段を有し、
前記研磨面に前記被研磨対象物の被研磨面に通電可能な陽極電極および陰極電極を備え、前記電解液による電解研磨と前記研磨面による機械研磨とを複合した電解複合研磨によって前記被研磨対象物の被研磨面を平坦化研磨する
研磨装置。
【請求項１９】
前記研磨面に研磨砥粒を含む化学研磨剤を供給する研磨剤供給手段をさらに有し、
前記電解液による電解研磨と前記研磨面および前記研磨剤による化学機械研磨とを複合した電解複合研磨によって前記被研磨対象物の被研磨面を平坦化研磨する
請求項１８に記載の研磨装置。
【請求項２０】
導電性の研磨工具の研磨面と金属膜が少なくとも表面または内層に形成された被研磨対象物の表面とを電解液を介在させて押し付け、
前記研磨工具を陰極とし前記被研磨対象物の表面を陽極として、前記被研磨対象物の表面から前記研磨工具に前記電解液を通じて流れる電解電流を供給し、
前記研磨工具と前記被研磨対象物とを共に回転させながら所定の平面に沿って相対移動させ、
前記電解液よる電解研磨および前記研磨面による機械研磨を複合した電解複合研磨によって前記被研磨対象物に形成された金属膜を平坦化する
研磨方法。
【請求項２１】
前記研磨面と前記被研磨対象物の表面との間に前記電解液とともに研磨砥粒を含む化学研磨剤を介在させ、前記電解液による電解研磨と前記研磨面および前記研磨剤による化学機械研磨とを複合した電解複合研磨によって前記被研磨対象物に形成された金属膜を平坦化する
請求項２０に記載の研磨方法。
【請求項２２】
前記被研磨対象物には、異なる材料からなる複数の膜が積層されており、
前記各膜の材料の電気的特性の違いによって変化する前記電解液を通じて前記被研磨対象物の表面から前記研磨工具に流れる電解電流をモニタリングし、当該電解電流の大きさに基づいて研磨の進行を管理する
請求項２０に記載の研磨方法。
【請求項２３】
前記研磨工具と前記被研磨対象物の表面との間に、所定の周期のパルス状の電圧を印加して前記電解電流を供給する
請求項２０に記載の研磨方法。
【請求項２４】
電極部材を前記電解液が供給された前記被研磨対象物の表面に接近または当接させ、前記被研磨対象物の表面へ通電する
請求項２０に記載の研磨方法。
【請求項２５】
被研磨対象物に形成された金属膜の表面に当該金属膜の電解反応を妨げる作用を発揮する不動態膜を形成する工程と、
導電性の研磨工具の研磨面と前記金属膜との間に電解液を介在させて当該研磨面と金属膜とを押し付け、かつ、前記研磨工具と前記金属膜と間に所定の電圧を印加する工程と、
前記研磨工具の研磨面と前記被研磨対象物の金属膜とを所定の平面に沿って相対移動させ、前記金属膜のうち前記研磨工具の研磨面に対して突出した凸部上の不動態膜を前記研磨工具の機械研磨によって選択的に除去する工程と、
前記不動態膜が除去されて表面に露出した金属膜の凸部を前記電解液による電解研磨作用によって除去して前記金属膜を平坦化する工程と
を有する研磨方法。
【請求項２６】
前記研磨面と前記金属膜との間に前記電解液とともに研磨砥粒を含む化学研磨剤を介在させ、前記研磨面および前記研磨砥粒による化学機械研磨によって前記不動態膜を選択的に除去する
請求項２５に記載の研磨方法。
【請求項２７】
前記不動態膜は、前記金属膜の表面を酸化させた酸化膜からなる
請求項２５に記載の研磨方法。
【請求項２８】
前記不動態膜は、前記金属膜を構成する金属の電解反応を妨げる作用を発揮する材料からなる膜を前記金属膜の表面上に形成する
請求項２５に記載の研磨方法。
【請求項２９】
前記不動態膜は、前記金属膜よりも、電気的抵抗が高く、かつ、機械的強度が低い
請求項２５に記載の研磨方法。
【請求項３０】
電極部材を前記金属膜の表面に接近または当接させ、前記金属膜へ通電する
請求項２５に記載の研磨方法。